Un tipo extraño de estrella podría ser alimentado por la materia oscura
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Los astrónomos han encontrado la evidencia más fuerte hasta la existencia de estrellas oscurasUn tipo de enorme estrella en el universo temprano que está parcialmente alimentada por la materia oscura. Si se confirma, estas estrellas hipotéticas podrían ayudar a explicar por qué vemos misteriosamente Grandes agujeros negros en el universo temprano, pero no todos los astrónomos están convencidos por el descubrimiento.
La idea de una estrella oscura fue flotada por primera vez en 2007 por Katherine Freese en la Universidad de Texas en Austin y sus colegas. Sugirieron que vastas nubes de hidrógeno y helio en el universo temprano podrían haberse mezclado con una forma autoaniquilante de materia oscura para formar estrellas masivas y estables. Sin materia oscura, tales grandes nubes de gas colapsarían para formar un agujero negro, pero la energía de la materia oscura autoaniquilante puede evitar que esto sea, permitiendo que el gas se calienta y forme un objeto de estrella, a pesar de que la fusión nuclear que tiene lugar en la mayoría de las estrellas ordinarias está ausente.
Hubo pruebas escasas de estos objetos exóticos hasta 2022, cuando el telescopio espacial James Webb (JWST) comenzó a detectar un número inusualmente alto de objetos muy brillantes y distantes de unos pocos millones de años después del Big Bang, que los astrónomos pensaban que probablemente eran galaxias. Freese y su equipo mostraron que tres de estas galaxias también coincidían con varias propiedades de simulaciones de Dark Star, como su perfil redondo y una intensidad de luz similar, pero carecían de datos espectroscópicos detallados para hacer un descubrimiento concluyente.
Ahora, Freese y sus colegas dicen que las nuevas observaciones espectroscópicas de estas primeras galaxias de JWST se alinean bien con las predicciones teóricas de cómo deberían verse las estrellas oscuras, así como la identificación de otros dos candidatos de estrellas oscuras. Uno de estos candidatos más nuevos también contiene una pista tentadora de un tipo específico de helio – Faltar un electrón, que, si se confirma, sería un identificador único de estrellas oscuras. “Si es real, entonces no sé cómo lo explicarías más que con una estrella oscura”, dice Freese. Sin embargo, la evidencia de esto es limitada hasta ahora, dice ella.
Pero Daniel Whalen En la Universidad de Portsmouth, Reino Unido, favorece una interpretación alternativa, argumentando que las estrellas primordiales supermasivas, una teoría alternativa sin importancia oscura de las estrellas gigantes, las primeras estrellas, coinciden con los datos de JWST igualmente bien. “Ignoran todo un cuerpo de literatura sobre la formación de estrellas primordiales supermasivas, algunas de las cuales podrían dar firmas muy similares a las firmas que muestran”, dice Whalen.
Sin embargo, Freese no está de acuerdo, diciendo que la única ruta plausible para hacer estrellas tan masivas es que sean quemando materia oscura: “Realmente no hay otra forma de hacerlas”, dice ella.
Una arruga potencial es que las observaciones separadas de los objetos estudiados por Freese y sus colegas, de la matriz milimétrica (Alma) de Atacama, indican la presencia de oxígeno. Como este elemento no se encontraría en estrellas oscuras, sugiere que estas estrellas oscuras se mezclan con otras estrellas o compañeros, dice Freese. Pero Whalen ve el oxígeno como una señal clara de que estos objetos no pueden ser estrellas oscuras, ya que su formación habría sido interrumpida por estrellas regulares que explotan en supernovas.
Si Freese y sus colegas pueden probar que estos objetos son estrellas oscuras, entonces podría ayudar a resolver otro enigma cósmico, que es la abundancia de agujeros negros muy grandes recientemente descubiertos por JWST. Nuestra comprensión actual es que tales agujeros negros pueden existir solo si comienzan desde grupos de materia extremadamente grandes para sembrarlos, pero nada en el universo temprano debería ser lo suficientemente grande como para hacer esto, aparte de las estrellas oscuras, dice Freese: “Tenemos una explicación de grandes problemas astrofísicos no resueltos”.
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